ACorralando EPAs: acercando el modelo mental al computacional

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1. ACorralando EPAs: acercando el modelo mental al computacional Leandro Lera Romero
2. Overview • La validación de software • Objetivo de la tesis • Enabledness-Preserving Abstractions (EPAs) • Corral: A Solver for Reachability Modulo Theories • Resultados • Trabajo futuro • Conclusiones 2
3. La validación de software • Proceso cuyo objetivo es incrementar la confianza de que una descripción formal se corresponde con la realidad 3
4. En la práctica… 4
5. En la práctica… 5
6. En la práctica… 6
7. Objetivo de la tesis • Estudiar el uso de EPAs como forma de modelar protocolos • Analizar Corral y la factibilidad de incorporación como mecanismo de decisión • Intentar conseguir mejores resultados :-) 7
8. Esperado
9. Conseguido
10. Entendiendo el código
11. Generar todas las posibles instancias 11
12. –Jorge Luis Borges, “Funes El Memorioso”. “…le molestaba que el perro de las tres y catorce (visto de perfil) tuviera el mismo nombre que el perro de las tres y cuarto (visto de frente)” 12
13. Abstraer para entender 13
14. Enabledness-Preserving Abstractions
15. Enabledness-Preserving Abstractions (EPAs) • Modelos finitos de comportamiento que agrupan instancias de una clase según los métodos que se encuentran habilitados en ellas 15
16. Enabledness-Preserving Abstractions (EPAs) • Modelos finitos de comportamiento que agrupan instancias de una clase según los métodos que se encuentran habilitados en ellas 16
17. Diseño por contratos • Especificación formal de un componente de software • Invariantes de clase • Por cada acción • Precondiciones • Postcondiciones 17
18. EPAs: estados abstractos • Los estados abstractos de la EPA son caracterizados mediante el siguiente invariante: 18
19. Construcción de EPAs (BFS): Estados candidatos • ¿Qué acciones están necesariamente habilitadas si hago una acción determinada? • ¿Qué acciones están necesariamente deshabilitadas si hago una acción determinada? 19
20. Construcción de EPAs (BFS): Estados alcanzables • ¿Existe alguna instancia concreta que pueda hacer eso? 20
21. Contestando las preguntas: Reachability • Con raíces en la teoría de máquinas de estados finitas • Dado un grafo con un estado inicial y uno de error, ¿existe un camino desde el inicio al error? 21
22. Corral A Solver for Reachability Modulo Theories
23. Introducción a Corral • Bounded model checker • “¿Existe una ejecución que muestre la presencia de un error?” • 3 posibles resultados: True bug, No bugs, Recursion Bound Reached • Utiliza sub- y sobre-aproximaciones para analizar código Boogie 23
24. Un poco más de detalle • Usa sobre- y sub-aproximaciones para encontrar bugs 24 Programa
25. Un poco más de detalle • Usa sobre- y sub-aproximaciones para encontrar bugs 25 Programa Sub
26. Un poco más de detalle • Usa sobre- y sub-aproximaciones para encontrar bugs 26 Programa Sub Sobre
27. Un poco más de detalle • Usa sobre- y sub-aproximaciones para encontrar bugs 27 Programa Sub Sobre
28. Un poco más de detalle • Usa sobre- y sub-aproximaciones para encontrar bugs 28 Programa Sub Sobre
29. Un poco más de detalle • Usa sobre- y sub-aproximaciones para encontrar bugs 29 Programa Sub Sobre True bug!
30. Queries para Corral • ¿La acción ‘b’ está necesariamente habilitada si estoy en el estado ‘s’ y ejecuto ‘a’? 30
31. Queries para Corral • ¿La acción ‘b’ está necesariamente deshabilitada si estoy en el estado ‘s’ y ejecuto ‘a’? 31
32. Queries para Corral • ¿Existe alguna instancia concreta que pueda hacer eso? 32
33. Queries para Corral + Parámetros • El camino más fácil es romper los parámetros 33
34. No se puede hacer más lento! Agregando paralelismo
35. Generación paralela • 3 niveles de paralelismo: • Por cada estado • Por cada acción habilitada • Queries • Actualmente los últimos dos están implementados 35
36. Resultados 36
37. Dónde estamos parados? • 3 implementaciones • Contractor • Analiza código C • Usa Blast para resolver las queries • Paralelismo manual 37
38. Dónde estamos parados? • 3 implementaciones • Contractor.NET • Analiza bytecode .NET • Paralelismo automático (2 niveles) • Code Contracts y Corral como motores de decisión 38
39. Precisión 39
40. Tiempo 40
41. Trabajo futuro • Implementación • Incrementar el nivel de paralelismo • Versión en Java • Mejorar la traducción • Conceptual • Probabilidades de uso de las transiciones • Generación de casos de test 41
42. Conclusiones • Resultados más precisos • Bounded model checking vs. Abstract interpretation • Queries con parámetros • Soporte de lenguajes de más alto nivel • Ampliación de casos de estudio manejables • Obtención de EPAs en menos tiempo 42
43. Fin